2017 chương 3 lực liên kết liên phân tử các trạng thái vật chất (1)

10/4/2017 Các trạng thái vật chất Trạng thái tồn vật chất tương quan giữa: Lực liên kết liên phân tử(nguyên tử, ion), tập trung vật chất Chuyển động nhiệt, phân tán vật chất Lực liên phân tử Chuyển động nhiệt Hai xu hướng tập trung phân tán vật chất 10/4/2017 Lực liên kết liên phân tử Liên kết kim loại Ion dương nằm nút mạng hút electron hóa trị chuyển động tự toàn khối kim loại tạo nên tinh thể bền vững Mơ hình khí electron tinh thể kim loại Lý thuyết miền lượng nguyên tử kim loại liên kết, tổ hợp AO tạo MO liên kết phản liên kết Mỗi trạng thái lượng nguyên tử tách thành trạng thái lượng phân tử Li2 Li3 2S1 2S1 2S2 2S2 2S3 Li4 Lin 2S1 2S2 2S3 2S4 2S1 2S2 2S 2Sn Sơ đồ phân tách mức lương tinh thể kim loại Li 10/4/2017 Trong tinh thể số nguyên tử kim loại lớn nên nên trạng thái lượng gần tạo thành miền lượng liên tục Miền hóa trị (chứa e hóa trị) Miền tự nằm miền dẫn Miền nằm miền cấm, electron khơng có mặt Miền dẫn E Miền cấm Miền hóa trị Các miền lượng tinh thể rắn Chất dẫn điện – bán dẫn – cách điện Kim loại có vùng dẫn chồng lấn vùng hóa trị (E = 0) Chất bán dẫn vùng cấm hẹp (E = 0,1-3 eV), nhiệt độ thường khơng có electron độc thân, nhận lượng, electron nhảy lên vùng dẫn Chất cách điện có vùng cấm rộng (E > 3eV), khơng cung cấp đủ lượng để electron chuyển lên vùng dẫn Khoảng cách vùng cấm E ba loại vật liệu 10/4/2017 Liên kết Van Der Waals Lực liên kết yếu phân tử, nguyên nhân gây nên tượng hóa lỏa, hóa rắn, hịa tan, hấp phụ hầu hết chất Lực Van Der Waals Chuyển động nhiệt Tương tác định hướng (Dipole-dipole Forces) Lực hút tĩnh điện phân tử phân cực: Lực mạnh tương tác Van Der Waals, tỉ lệ với độ phân cực 10/4/2017 Tương tác cảm ứng (dipole – induced-dipole interaction) Lực hút tĩnh điện phân tử phân cực phân tử không phân cực Phân tử phân cực làm lệc phân bố electron phân tử không phân cực Tương tác khuếch tán (Lực phân tán London) Lực hút tĩnh điện phân tử không phân cực Sự phân bố không đối xứng electron, làm xuất lưỡng cực thời Lực khuếch tán yếu lực Van Der Waals 10 10/4/2017 Lực khuếch tán phụ thuộc vào hình dạng phân tử Pentane 2,2-dimethylpropane, có cơng thức phân tử C5H12 có điểm sơi khác (lần lượt 360C 100C) 11 Lực Van Der Waals sinh học Nhiều động vật dựa vào lực Van Der Waals để bám dính di chuyển 12 10/4/2017 Robot mơ chế bám dính Téc kè 13 Liên kết hydro Sự phân cực mạnh liên kết H-O, H-N H-F làm cho H gần lớp vỏ electron proton “Proton” xâm nhập sau vào nguyên tử có độ âm điện lớn (F,O,N) để tạo liên kết hydro 14 10/4/2017 Do liên kết hydro, nước lỏng tích lớn nước rắn (< 40C) 15 Liên kết hydro đóng vai trị quan q trình gắn kết chuỗi AND, cấu trúc cuộn xoắn protein, trình co cơ, ghi nhớ, 16 10/4/2017 Trạng thái khí Chuyển động nhiệt lấn át lực liên phân tử nên phân tử chuyển động tự hỗn loạn chiếm đầy thể tích bình chứa 17 Khí lý tưởng Chất khí tưởng tượng, hạt có kích thước vơ nhỏ, khơng tương tác, va chạm đàn hồi với tường bao quanh khối khí Ở áp suất thấp, nhiệt độ cao xem gần khí thực KLT 18 10/4/2017 Sự khác khí thực khí lý tưởng 19 Phương trình trạng thái khí lý tưởng (PT Clapeyron – Mendeleev) PV  nRT 20 10 10/4/2017 Sự phân bố vận tốc chuyển động phân tử O2 21 Sự phân bố vận tốc chuyển động khí N2 theo nhiệt độ 22 11 10/4/2017 Trạng thái lỏng Lực hút liên phân tử chất lỏng không đủ cố định phân tử chất rắn, không yếu để phân tử chuyển động tự chất khí 23 Nhiều chất lỏng có cấu trúc gần chất rắn Các phân tử xếp cách tương đối có qui luật khơng trật tự cố định chất rắn Cấu trúc nước lỏng Cấu trúc tinh thể lỏng 24 12 10/4/2017 Trạng thái rắn Lực hút liên phân tử mạnh nhiều so với chuyển động nhiệt, kết phân tử bị cố định dao động vị trí cân Cấu trúc tinh thể nước rắn 25 Chất rắn tinh thể - chất rắn vơ định hình Các phân tử chất rắn xếp có qui luật nghiêm ngoặc, chất rắn tinh thể Ngược lại chất rắn vơ định hình Chất rắn tinh thể có nhiệt nóng chảy xác định Chất rắn vơ định khơng có nhiệt độ nóng chảy xác định 26 13 10/4/2017 Các dạng thù hình carbon 27 14 ... 10/4 /2017 Trạng thái lỏng Lực hút liên phân tử chất lỏng không đủ cố định phân tử chất rắn, không yếu để phân tử chuyển động tự chất khí 23 Nhiều chất lỏng có cấu trúc gần chất rắn Các phân tử. .. lượng nguyên tử kim loại liên kết, tổ hợp AO tạo MO liên kết phản liên kết Mỗi trạng thái lượng nguyên tử tách thành trạng thái lượng phân tử Li2 Li3 2S1 2S1 2S2 2S2 2S3 Li4 Lin 2S1 2S2 2S3 2S4 2S1... cực: Lực mạnh tương tác Van Der Waals, tỉ lệ với độ phân cực 10/4 /2017 Tương tác cảm ứng (dipole – induced-dipole interaction) Lực hút tĩnh điện phân tử phân cực phân tử không phân cực Phân tử phân